直流辉光等离子体化学气相沉积氧化锌薄膜的系统及制备工艺

摘要

本发明公开了一种直流辉光等离子体化学气相沉积氧化锌薄膜的系统及制备工艺，包括真空反应罩，上、下进气管，绝缘座，特征是在石英反应腔上方依次安装有冷却室、下气腔和上气腔，上、下出气管的上端分别伸在上、下气腔内，上出气管的下端穿过等离子体区，下出气管的出口在等离子体区的上方，两个气管呈均匀间隔排列，均垂直于基片；基片放在石墨台上表面的钽片上；在石英反应腔两侧的阳极和阴极呈竖直方向并排对立；反应室抽真空后，加热基片，二乙基锌或二甲基锌的气进入上进气管，二氧化碳和氢气混合气进入下进气管，二氧化碳和氢气在等离子体作用下充分反应，二乙基锌或二甲基锌在基片上热裂解，制备出高度择优取向、质量稳定的氧化锌薄膜。

主权项

1、一种直流辉光等离子体化学气相沉积氧化锌薄膜的系统，包括真空反应罩(16)、上进气管(15)、下进气管(14)、石英反应腔(35)、绝缘座(36)和安装在真空反应罩(16)下方的粒子过滤器(17)、抽气泵(18)、燃烧瓶(19)和排气口(20)，其特征在于：二氧化碳经气体流量计(1)、电磁阀(2)，氢气经气体流量计(3)、电磁阀(4)后与二氧化碳会合，进入下进气管(14)，装有二乙基锌或二甲基锌的钢瓶(9)放置在装有水的温控箱(10)中，小流量的氮气经气体流量计(7)、手动阀(8)流经钢瓶(9)，鼓起气泡，将二乙基锌或二甲基锌蒸气经手动阀(12)带出，与经气体流量计(5)、电磁阀(6)的大流量氮气会合，经电磁阀(13)进入上进气管(15)，在手动阀(8)和手动阀(12)之间安装有手动阀(11)；在真空反应罩(16)内中间的绝缘座(36)上方安装有石英反应腔(35)，在石英反应腔(35)上方安装有侧边连接了进水管(39)和出水管(40)的冷却室(30)，在冷却室(30)上方依次安装有分别接有下进气管(14)、上进气管(15)的下气腔(32)、上气腔(31)，上出气管(28)、下出气管(29)的上端分别伸在上气腔(31)、下气腔(32)内，下端穿过冷却室(30)伸入石英反应腔(35)的反应室中；在石英反应腔(35)的两侧分别安装有阳极(27)和金属钽构成的阴极(34)，阳极(27)和阴极(34)呈竖直方向并排对立，阳极(27)和阴极(34)分别与固定在石英反应腔(35)外的绝缘座(36)上的阳极座(41)和阴极座(42)相连接，当在两极间加直流高压时，阳极(27)和阴极(34)之间产生等离子体；在石英反应腔(35)的反应室底部、上出气管(28)和下出气管(29)的正下方、等离子体区(33)的下方安装有石墨台(21)，石墨台(21)由石英托板(23)支撑，在石墨台(21)底部下方装有测温热电偶(38)，石墨台(21)底部还安置有高频加热器(24)，给石墨台(21)加热，石墨台(21)和高频加热器(24)呈水平放置且与阳极(27)和阴极(34)垂直；顶杆(22)的顶端固定在石英托板(23)的下方，下端与固定在反应罩下(16)方的电动机(37)的输出轴连接；二氧化碳和氢气经下进气管(14)、下气腔(32)、下出气管(29)进入等离子体区(33)，在等离子体的作用下二氧化碳和氢气充分反应，产生氧源；被小流量的氮气带出的二乙基锌或二甲基锌蒸气与经气体流量计(5)、电磁阀(6)的大流量氮气会合，进入上进气管(15)、上进气腔(31)、上出气管(28)，到达基片(26)附近。